摘要：我國目前許多城市中還有一些過去興建的3或4層甚至更低層的建筑物，這些建筑物受到當時經(jīng)濟條件的限制，一般也沒考慮將來會進行加層改造，所以墻體和地基基礎(chǔ)都沒有按加層要求來設計。但是，隨著城市建設的發(fā)展，對原有建筑物的加層改造已成必要，而且加層改造比新建要考慮更多的問題，特別是地基基礎(chǔ)的加固處理更是關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：加層改造、結(jié)構(gòu)設計、抗震設計

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，許多在當時經(jīng)濟和建筑技術(shù)條件下建造的建筑物，在建筑物的功能和結(jié)構(gòu)形式、裝飾等等方面已不能滿足當前的需要了，為了節(jié)約資源，減輕國家財政負擔，達到經(jīng)濟、實用、快捷建造房屋的目標需要對原有房屋的進行加層改造。

一、 加層改造的對象和好處

加層改造的主要目的是節(jié)約投資和在短時間內(nèi)收效，因此加層改造的對象應符合以下條件：1、經(jīng)過綜合的經(jīng)濟分析對原有建筑物進行加層改造比新建造一個建筑物的造價要低;2、原有的房屋結(jié)構(gòu)狀況良好，是磚混結(jié)構(gòu)或者是混合結(jié)構(gòu)，在地基不均勻下沉或地震時不會引起裂縫;3、加層改造后，與原來的建筑物相比在房高、進深等方面能有改觀，能更好地滿足房屋對日照的需求;4、加層建筑物的加層設計在平面布局上要滿足新標準，力求做到每套都有臥室、廁所、廚房和陽臺等基本設施，施工時應以不搬遷或者少搬遷為原則。

經(jīng)過加層改后，使原有建筑物更加實用，不需要再征用土地又能使建筑物的建筑面積增加，節(jié)省了征地費用和配套費;同時，也使該建筑物與周圍建筑物保持了現(xiàn)狀，在保持了占地面積不變的情況下，增加了這一區(qū)域的建筑密度;在改造的過程中通過合理調(diào)整使原來的建筑物在平面和立面格局方面更加合理，達到美化環(huán)境的要求;對于緩解建房速度與房屋需求量日益增長的矛盾也有十分重要的作用。

二、 加層改造中的結(jié)構(gòu)設計

1、直接加層設計

(1)一般的磚混結(jié)構(gòu)

在滿足了地基和墻體的抗震設防要求后，對新加層墻體的加砌可采用普通的粘土、磚塊和輕質(zhì)高彈材料。當發(fā)現(xiàn)個別的墻段或者地基基礎(chǔ)不足時，要先對其進行加固處理。加層的承重體系可以在原來的承重墻體系上加層，也可以與原承重體系相反的位置上加層，但是必須在適當?shù)木嚯x內(nèi)布置上下連貫的剛性橫墻。

(2)多層都采用框架結(jié)構(gòu)

如果加層部分也采用框架結(jié)構(gòu)時，應將原建筑物框架柱頂鑿開，把原有的鋼筋接長，并且使新框架柱與原來的框架柱上下對齊，再澆筑加層部分的混凝土。在新舊結(jié)構(gòu)墻的交界處，澆筑較高的轉(zhuǎn)換梁，用以確保新舊墻體結(jié)構(gòu)在加層后有可靠的傳遞力，從而增強抵抗力。在對原有建筑物框架強度驗算時，除考慮到新加層的垂直負荷外，還應考慮原建筑物加高后，由于水平負荷的增加而使側(cè)向移動加大的風險，必要時設置剪力墻來控制側(cè)移，從而提高整個框架的承載能力。

(3 )多層內(nèi)部采用框架結(jié)構(gòu)

新加層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與原來建筑物結(jié)構(gòu)相同，內(nèi)部框也采用鋼筋混凝土，主梁、磚柱設置到頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)。按照抗震的要求，在房屋的四個大角處應設置抗震柱，并且在每層都應設置鋼筋混凝土圈梁。

(4)下面是磚混、上面是框架

在原建筑物上的新加層可采用由輕質(zhì)墻組成的框架結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)類型主要是為了減少新加層對原有建筑物的沖擊負荷。采用這種結(jié)構(gòu)時，上部新加層的框架柱應該有可靠的支撐，一般情況下要結(jié)合原有建筑物進行加固，再對原建筑設置構(gòu)造柱，使其與新加層中的框架結(jié)構(gòu)形成一個整體，使新加層框架柱梁入地，從而避免因新加層的框架柱梁未能落地只是與原有建筑物的圈梁相連接而造成的不穩(wěn)固后果。

(5)下面是剛性結(jié)構(gòu)、上面是彈性和剛性結(jié)構(gòu)

這類結(jié)構(gòu)設計主要使用于增設一個較大空間，像增設一個較大的會議室等。但是由于此類建筑物的抗震能力差，不適合在地震區(qū)修建。即使在非地震區(qū)修建時，也應該考慮新加層有足夠的橫向承載力，在加層時，應從外墻底部起在室外增設扶墻磚柱，用來增強新加層部分墻體橫向抵抗力，扶墻磚柱的橫斷面要滿足新加層部分窗間墻的強度和穩(wěn)定性要求。

2、外套結(jié)構(gòu)加層設計

外套結(jié)構(gòu)是在原有建筑物上增加層數(shù)較多、并且增加的荷載也較大，而且原有建筑物的寬度不大于15米、高度也在15米以下且不適于采用直接增層方案時可采用外套結(jié)構(gòu)加層方案。①外套結(jié)構(gòu)能解決直接加層所不能解決的問題：例如，加層以后的層數(shù)、高度不受《建筑抗震設計規(guī)范》(GB11-89)對砌體房屋層數(shù)和總高度的限制，而放寬到多層或高層鋼筋混凝土房屋的適用層數(shù)和高度。②同時不受平面設計和結(jié)構(gòu)類型的限制，還可以按照新的使用性能要求去重新衡量;也可以改善建筑物的新舊立面不協(xié)調(diào)的部分，消除外型上的不統(tǒng)一和外表簡單的加固痕跡。外套框架大體上可分為兩類：外套框架與原有建筑物完全分開，外套框架底層柱很高，中間無水平支點，稱為長腿柱外套框架;外套框架與原有建筑物聯(lián)系在一起，在外套框架各層柱中間有水平支點，稱為短腿外套框架。③

3、 地基基礎(chǔ)設計

在對需要加層建筑物進行調(diào)研的基本上，對原有建筑物的地基基礎(chǔ)按照地基變形要求、斜坡滑動基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)進行綜合評價，對能否加層作出結(jié)論性報告。在加層中，要充分考慮到地基基礎(chǔ)的承載力和做好地基的加固工作。

在實際施工中如果發(fā)現(xiàn)原有建筑物的地基承載力不夠好的情況下一般可以采取以下幾種方法來加固地基。

(1)灰砂樁擠密法

這種方法就是在原有建筑物基礎(chǔ)兩側(cè)加設灰砂樁，利用灰砂樁擠密地基土，從而對地基起到緊箍的作用，提高地基的承載力，達到不加寬地基基礎(chǔ)就能滿足設計要求的目的�；疑皹兜闹睆�、間距和樁深則可以根據(jù)地基處理需要而定，一般是通過計算來確定的。這種方法適用于對較軟地基的處理。

(2)灌注樁法

在加層加固工程中，如果原有建筑物的基礎(chǔ)是鋼筋混凝土，可以采用此方法。這時可以根據(jù)地基和承載負荷來決定樁型，可以豎向設樁，也可以斜向設樁，樁的長度由計算來確定。由于設立了樁，所以彌補了原有建筑物地基承載力不足的問題;如果原有地基是磚基礎(chǔ)，這就需要對地基本身進行加固，再把其與樁連接起來，此時關(guān)鍵是磚基礎(chǔ)的整體加固。

(3) 抬墻梁法

這種方法是用鋼筋混凝土穿過原建筑的地基梁來現(xiàn)澆灌柱梁，主要用來作為支撐磚砌、毛石或者混凝土的新地基。地基下面墊層的材料應與原有建筑物地基采用同一種材料，并且還要做到在同一標高上。如果建筑物沒有地梁，為了使局部的承載力不至于過大，可以在抬墻梁與磚墻接觸的部分做一排非承重墻，從而改變下建筑物的承重體系，以便能充分利用上部結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)的承載力。加層部分應適當采用輕質(zhì)砌體材料，這樣就可以不處理或少處理地基從而達到加層的目的。

除上述幾種方法外，有時還可以采用壓樁法、爆擴短樁法、高壓噴射注漿法、深層攪拌法等等。

4、抗震設計

加層建筑物是新舊體系的結(jié)合，這既不同于新建建筑物也不同于舊有的建筑物，此時的建筑物有新建建筑物的特點又有舊有建筑物的特點，因此在進行加層建筑物的抗震設計時不能簡單地套用抗震設計規(guī)范。在實際施工中由于采用的標準不同，有的應用不合理，造成了同一棟樓加層建筑物新舊兩部分的抗震能力上存在懸殊，有的抗震能力過低，使得剛加層的建筑物又需要進行抗震加固;有的抗震能力過高，又造成了浪費，但是目前對加層建筑物的抗震設計還沒一個統(tǒng)一的標準可以遵循，各個地方采用標準也不相同，在具體的施工中要根據(jù)該地區(qū)的地質(zhì)條件和抗震設計要求來合理的進行抗震設計，因此，加層建筑物的抗震設計應該采用什么樣的標準也是一個值得探討的問題。

三、 結(jié)束語

建筑物的加層改造涉及面較廣，與原來建筑物建筑的時間長短有關(guān)，同時變化多、情況也復雜，因此要做到適時、經(jīng)濟、快捷地進行加層改造難度是很大的，而且目前也沒有專門的加層設計法規(guī)和法令性規(guī)定，這就需要在我們在進行加層設計前要進行現(xiàn)場調(diào)查，大量的收集相關(guān)資料，并認真分析資料，從而確定合理的建設方案。

參考文獻：

[1]孫澤世.框架結(jié)構(gòu)柱基礎(chǔ)加深處理方法[J],建筑構(gòu)學報，2007，3(7)：23.

[2]劉斌.建筑抗震設計規(guī)范[M], 北京交通大學出版社，2004,3.

[3]金虹.房屋建筑學[M],科學教育出版社，2010，1.

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